整车热管理系统的建模与仿真研究

整车热管理系统包括：发动机冷却系统、润滑系统、进排气系统、空调系统等多个热流系统，整车热管理系统性能可以影响到整车动力性能、燃油经济性能、排放性能和乘坐舒适性能。 本文以整车热管理系统中的汽车空调系统和冷却系统为重点研究对象，详细介绍了汽车空调系统和发动机冷却系统的工作原理，基于多领域统一建模语言Modelica建立了可以进行灵活建模和扩展的汽车空调系统模型以及发动机冷却系统的Modelica模型库，并将这两个模型库与整车动力传动模型库结合建立了整车热管理系统，对发动机冷却系统、汽车空调系统和动力传动系统之间的相互耦合关系进行了研究。 文章系统地回顾了国内外对于汽车空调系统仿真、冷却系统仿真以及整车热管理系统仿真的研究状况。针对汽车空调系统，结合Modelica语言建模特点，提出了新型的空调系统制冷剂计算模型和一维离散换热器模型，建立了包括蒸发器、冷凝器、压缩机、热力膨胀阀、车厢等元件的空调系统模型库，并利用的制冷剂热力学性能数据和零部件性能试验数据验证了制冷剂模型和换热器等模型具有较高的计算精度。而针对发动机冷却系统，文中建立了包括发动机、散热器、水泵、节温器等元件的冷却系统模型库，搭建了发动机冷却系统模型，并利用试验数据验证了模型具有可信的仿真结果。最后，文章基于以上两个热流模型库，再结合动力传动系统模型库建立了整车热管理系统模型，并进行了车辆在ECE_EUDC_Low循环工况下的整车系统仿真，根据仿真结果对各系统之间相互影响关系进行了简要的分析和总结。